S Tietoliikenneverkot Johdanto, lähiverkot, verkkoliikenne

Transkriptio

1 S Tietoliikenneverkot Johdanto lähiverkot verkkoliikenne Markus Peuhkuri 23. lokakuuta 2001 Luennon aiheet Johdanto Kurssin suorittaminen ja muu byrokratia Kurssin tavoitteet: mistä on kyse Standardit Lähiverkot Lähiverkkostandardit Väylänsaantitavat Median saantitavat Perinteiset lähiverkot väyläverkot: Ethernet Local Talk rengasverkot: Token Ring FDDI ATM & ATM LAN-emulaatio Verkkosovittimet Verkkojen välinen liikenne Internet Protocol (IP) osoitearitmetiikka IPng eli IPv6 Internetin nimipalvelu Muut verkkoprotokollat Kirjasta kappaleet Kurssin suorittaminen Luennot tiistaisin kello sali 24 Henkilöt Marko Luoma Markus Peuhkuri Harjotustyö pakollinen johdantoluento sali 24 Marko Luoma vastaa Tentti Sovittuna aikana Kurssi-info ja 1

2 Kurssimateriaali Kirja: Larry L. Peterson & Bruce S. Davie: Computer Networks - A Systems Approach 2nd edition noin mk soveltuvin osin tenttivaatimus muuten hyvä lukea edellinen painos pääosin ok mutta uusia asioita Opetusmonisteet kopiot kalvoista saatavissa PDF-muodossa verkosta täydentävää materiaalia harjoitustyömateriaalia Kurssin aikataulu Pvm. Aihe Kuka Kurssin avaus johdanto kurssin aiheisiin linkkipalvelut MP (lähiverkot) ja verkkoliikenne Kytkentä ja reititys tietoliikenneverkoissa Internetreititys ML Tiedon kuljetus RTP ja reaaliaikapalvelut MP Liikenteenhallinta Internetissä ML Harjoitustyön ohjausluento ML Sovellukset ja turvallisuus verkonhallinta operaattoripalvelut MP Kurssin tavoitteet Perustietämys tietoliikenneverkoista verkkotekniikoista reitityksestä verkkojen yhdistäminen ja mitoittaminen sovellukset hallinta ja turvallisuus fyysinen verkkotekniikka Painotus periaatteissa esimerkkien avulla Mikrojen väliin haluan X.25-verkon joka liitetään koulun yleisverkkoon SNA-protokollalla. Verkon on tuettava frame relayta ja jokaisen käyttäjän on saatava oma tokeni renkaaseen. Kaapeloinnin on vastattava V.22-standardia ja tuettava FDDI:tä vai Meillä oli kesällä harjoittelija joka käytti pääteluokassa jotain njuussisysteemiä ja ajattelin hankkia itsellenikin yhteyden niin että pääsisin lukemaan huuhaa- öö... siis hypermystiikkaryhmiä. Tietoliikenneverkko: mitä se on? Viestin välittämistä paikasta A paikkaan B (ja C) koodaus synkronointi reititys 2

3 ruuhkan hallinta Viestien tulkitseminen kommunikointi toisten prosessien kanssa Muodostuu verkkoon liittyneistä kommunikoijista verkko; eetteri viesteistä Verkko viestien välittämisen lisäksi vääristää viestejä hukkaa viestejä toistaa viestejä sotkee järjestyksen toimittaa vääriin osoitteisiin Piirikytkentäinen tiedonsiito Puhelinverkosta tuttu Tiedonsiirto vaiheittainen 1. varataan siirtokanava (johdinpari radiotaajuus aikaväli... ) käyttöön merkinannolla 2. siirretään tietoa yhteys koko ajan siirrettinpä tietoa tai ei 3. puretaan yhteys ja vapautetaan siirtokanava Ominaisuudet yhteys saadaan mikäli verkossa on kapasiteettia yhteyden laatu vakio yhteyden ajan ja eri yhteyksien välillä pl. ulkopuoliset esimerkiksi säätilasta ja radiokentän vaihteluista johtuvat häiriöt vastaanottajan ja lähettäjän nopeudet samoja tiedonsiirtonopeus vakio yhteyden ajan tieto verkon kannalta jatkuvaa ääni- kuva- bitti- tai tavuinformaatiota vain yksi yhteys tai korkeintaan tietty maksimimäärä Pakettivälitys Myös sähke- kehys- ja soluvälitys Tieto lohkotaan paketeiksi vastaanottajan osoite tai yhteystunniste protokollan tarvitsema ohjausinformaatio (mahdollisesti useita protokollia) varsinainen tieto Ominaisuudet yhteyden laatu voi vaihdella yhteyden aikana lähettäjän ja vastaanottajan liitäntänopeudet voivat olla eri suuret yhteyden nopeus voi vaihdella yhteyden aikana aina digitalista informaatiota useita loogisia yhteyksiä yhdellä fyysisellä yhteydellä 3

4 Yhteydet Suora yhteys kaksipisteyhteys jaettu media (a) (b) Fyysinen laite välittää viestin laitteelle Verkkoyhteys päätelaite välittää viestin verkko... käyttäen siirtotietä päätelaitteelle käyttäen verkkoa muodostuu yhdestä tai useammasta A1-S-B1 yhteydestä tai useammasta verkosta Prosessien välinen yhteys prosessi kommunikoi prosessin kommunikointi tapahtuu (0 tai useamman) verkon välityksellä kanssa Mitä verkolta odotetaan? Loppukäyttäjä nopeaa ja varmaa toiminta Sovellussuunnittelija viestien perillemenon varmuutta läpinäkyvyyttä Verkkosuunnittelija kustannustehokasta: resurssit tehokkaalla käytöllä yhdyskäytäviä muihin verkkoihin Metcalfen laki: verkon arvo Verkko-operaattori hyvää halittavuutta ja joustavuutta helppo liitettävyys verkkoon teknistä jatkuvuutta Verkon vaatimukset Resurssien jakaminen tilajako taajuusjako koodijako synkroninen aikajako tilastollinen aikajako Toiminnallisuus luotettavuus 4

5 Suorituskyky kaistanleveys viive Delay Bandwidth OSI-viitemalli Viitemalli kuinka asiat tulee tehdä Yksi reitti läpi protokollien alempi kerros tarjoaa palveluja yläpuolella olevalle kerrokselle kukin kerros lisää oman otsikkotietonsa dataan (yleensä alkuun) Telekommunikaatio-puolen käyttämä Määritelty ISO:ssa 70-luvun lopulla Eri protokollat määrittivät eri tasoilla asioita Tavotteena modulaarinen rakenne soveltuu kaikelle tietoliikenteelle minkä tahansa protokollan saattaa vaihtaa toiseen vastaavan tason protokollaan sovellus esitystapa istunto kuljetus verkko linkki fyysinen sähköposti tiedostojen siirto salaus merkistöt pakkaus synkronointi tapahtumat päästä-päähän virheettömyys ruuhkan hallinta reititys osoitteistus kehystys virheen havaitseminen fyysinen yhteys signaalitasot koodaus 5

6 OSI-malli verkossa Application Presentation Session End host End host Application Presentation Session Transport Transport Network Network Network Network Data link Data link Data link Data link Physical Physical One or more nodes within the network Physical Physical Internet-malli Useita linkkitekniikoita IP yhteinen tekijä Verkkolaitteet välittävät vain IP:stä IP olettaa vähän alla olevalta verkolta Useita kuljetusprotokollia FTP HTTP NV TFTP TCP UDP IP NET1 NET2 NETn Application TCP UDP IP Network Standardointi Intressiryhmät teletoimintaa harjoittavat yritykset (operaattorit) laitevalmistajat käyttäjät Kansalliset järjestöt ANSI 6

7 DIN SFS/STY Eurooppalaiset ETSI CEN/CENELEC ECMA Maailmanlaajuiset ISO/IEC ITU-T (entinen CCITT) Muita EIA/TIA IEEE (DoD) ISOC/IAB/IETF ATM Forum Frame Relay Forum... ITU International Telecommunication Union YK:n alainen järjestö 188 jäsenmaata 578 sektorijäsentä (yrityksiä tutkimuslaitoksia operaattoreita) Suomesta Finnet HPY RC Nokia Sonera Telecon Tellabs ja YLE. Tehtävät tekninen alue kehitysalue poliittinen alue Suositukset maksua vastaan ladatavissa Täysimmääräinen kokous (4 vuoden välein) strateginen suunnittelu ja toimintaperiaatteet Neuvosto: 46 jäsenmaata (vuosittain) Televistinnän maailmankonferessi televiestintää koskevien säädösten käsittely Radioviestintäsektori Televiestintäsektori standardointi kehtys Pääsihteeristö 7

8 ISO International Standards Organization Konsensus huomioidaan valmistajat myyjät käyttäjät kuluttajaryhmät testauslaboratoriot hallitukset ammattiryhmät ja tutkimuslaitokset Laaja-alaisia tyydyttävät valmistajia ja käyttäjiä maailmanlaajuisesti Vapaaehtoisia: markkinavoimien ohjaamaa 2700 teknistä komiteaa alikomiteaa ja työryhmää teollisuuden tutkimuslaitosten hallitusten elinten kuluttajajärjestöjen ja kansainvalisten organisaatioiden edustajat tuottavat draft International Standards kustakin maasta yksi pääedustaja vastaa k.o. maan standardisoinnista äänestävät draftien hyväksymisestä Internet-standardointi Internet Society (ISOC) [17 18] Internetin kasvu ja kehitys: millä tavoin Internettiä käytetään ja voidaan käyttää sosiaaliset poliittiset tekniset ISOC Trustees (Board of Trustees: 18) Internet Engineering Steering Group (IESG) IETF:n ja standardointiprosessin tekninen ohjaus ISOC:n ohjeiden mukaan jäseninä IETF:n aluejohtajat Internet Architecture Board (IAB ent. Internet Activities Board) [1] 12 IETF:stä valittua ja ISOC Trusteesin hyväksymää jäsentä kausi 2 vuotta [6] periaatteellisia kysymyksiä Internet Engineering Task Force (IETF) [ ] reilut 100 työryhmää liittyminen työryhmään tapahtuu liittymällä k.o. ryhmän postituslistalle työryhmät jaettu 8 alueeseen kokoontuu 3 kertaa vuodessa protokollien ja arkkitehtuurin kehitys teknisten ongelmien ratkaisuihin tekee suosituksia protokollien käytöstä ja standardoinnista helpottaa teknologian siirtoa Internet Research Task Force:lta (IRTF) tarjoaa valmistajille käyttäjille tutkijoille välittäjille ja verkon hallinnoijille yhteisen keskustelupaikan Internet Research Task Force (IRTF) [29] pidemmän aikavälin kehitys 8

9 Internet-dokumentit Internet-Draft ei mitään virallista asemaa voidaan poistaa tai muuttaa milloin vain (6 kk) Request for Comments (RFC) Req Rec Ele Lim Not virallinen IAB:n dokumentti (säilytetään pysyvästi) kaikki eivät ole standardeja Standards Track: Proposed Standard Draft Standard Standard Informational Best Current Practice Experimental Historic Standardin tie Std Draft Prop Info Expr Hist Proposed Standard täydellinen uskottava määrittely ja osoitettu hyödyllisyys Draft Standard useita riippumattomia yhteensopivia toteutuksia ja rajallinen toimintakokemus: toimii hyvin Standard osoitettu toiminallinen vakaus Internet Draft < 6 kk RFC Editor rfc Inf rfc Exp IESG > 2 vko rfc Proposed > 6kk IESG IESG rfc BCP rfc Hist IESG rfc Draft std IESG rfc Standard > 4 kk Tiedonsiirron yksiköt Tavu vai bitti bitti 0 tai 1 9

10 $ $ $ tiedonsiirtonopeus yleensä bittejä sekunnissa bit/s suositeltavin esitystapa (ITU-T IEEE) b/s vaihtoehtoinen bps ei suositella usein käytetty tavu yleensä 8 bitin ryhmä Etuliitteet B yleisin merkintä onko kilo 1000 vai 1024 # # $ # yleensä kilotavu = 1024 tavua kilobitti = 1000 bittiä %$ kilo k!" kibi Ki &$ mega M!" mebi Mi giga G!" gibi Gi tera T!""' tebi Ti #(' peta P!"!) pebi Pi #*) exa E!"!+ exbi Ei #*+ Tiedonsiirto: kilobittejä Tallennus: kibitavuja Lähiverkkostandardeja Tärkein lähiverkkojen standardisoija IEEE projekti Local and Metropolitan Area Networks: IEEE Standard: Overview and Architecture määrittelee yleiset käsitteet liikenteenhallinta verkkojen kuormitus verkonhallinta verkkojen yhdistäminen yhdysliikenne verkkojen välillä siirtoyhteyden ohjaus (LLC) esim. vuonohjaus siltaverkoissa Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) - (ETHERNET) Standard for Token-Passing Bus Access Method and Physical Layer Specifications (token bus) Token Ring Access Method and Physical Layer Specifications Distributed Queue Dual Bus (DQDB) Subnetwork of a Metropolitan Area Network (MAN) Broadband Local Area Networks Recommended Practice for Fiber Optic Local and Metropolitan Area Networks Integrated Services LAN Interface at the MAC and PHY Layers isokronisen liikenteen välittäminen lähiverkossa Standard for Interoperable LAN/MAN Security Standard for Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications langattomal lähiverkot Demand Priority Access Method Physical Layer and Repeater Specification 100 Mbit/s prioritisoitu liityntä (100VG-AnyLAN) Standard Protocol for Cable-TV Based Broadband Communication Network 10

11 IEEE 802-standardien suhteet toisiinsa Base5 a: 10Base2 b: 10Broad36 dj: 10BaseF e: 1Base5 l:10baset u: 100BaseT y: 100BaseT2 z: 1000BaseT/F 75 Ohm coax a: kuitu STP/4Mbps b: UTP/4Mbps j: kuitu n: UTP/4+16Mbps b: DS3 c: DS1 d: SDH 100Mbps4P a: > 100Mbps b: 2P LLC MAC PHY Median saanti: CSMA/CD CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) yksinkertainen ratkaisu rajoittaa verkon maksimipituutta ja lyhintä käytettävää pakettia ei voida antaa maksimiaikaa siirtoviiveelle toimii yllättävän hyvin ensimmäisiin epäilyihin nähden 1-perisistent CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) käytössä Apple LocalTask:issa p-persistent CSMA/CD A B C D A aloittaa lähetyksen D:lle A B C D B ja C valmiita lähettämään B havaitsee A:n lähetyksen C lähettää A B C D A:n ja C:n signaalit törmäävät C havaitsee lähettää sotkusignaalin A B C D Kaikki asemat havainnoivat törmäyksen 11

12 CSMA/CD-algoritmi lähetä kehys vastaanota kehys luo kehys aloita vast. ON kantoaalto EI aloita lähetys valmis? pieni? törmäys? EI EI valmis? ON ON ON lähetä sotkua lisää laskuri liikaa? EI osoite FCS pituus pura kehys ylim.bit OK EI OK laske ja odota OK pituusvirhe kehysvirhe asetusvirhe Median saanti: Vuoron varaus Liikennöivät laitteet järjestyksessä oikeuksien mukaan DQDB hallinta ja jonotus hajautettu laitteiden kesken ATM resurssien varaus verkon soluissa (kytkimissä) Median saanti: valtuuden välitys Token Passing Ring verkossa kiertää vuorokehys asema voi varata vuoron jos vuorokehykseen varattu prioriteeti on pienempi kuin odottavan paketin Token Ring ja FDDI Token Passing Bus vuorokehys kuten TR:ssä mutta siirtomediana väylä käytetty lähinnä GM:n MAP-järjestelmässä Väyläverkot Kaksisuuntainen kaikki liikenne yhdessä kaapelissa IEEE IEEE Taitettu yksinkertainen kaksinkertainen Kaksoisväylä väylät "ylävirtaan"ja "alavirtaan" DQDB 12

13 vastaanotto lähetys vastaanotto lähetys IEEE Ethernet <> IEEE erilainen kehysrakenne samat laitteet osaavat yleensä liikennöidä molemmissa kerrottava verkkoohjelmistolle kumpaa käytetään Ethernet kehitetty Digitalin Intelin ja Xeroxin yhteistyönä 70-luvun puolessavälissä Ethernet IEEE Tahdistus (7) Tahdistus (7) Alkumerkki (1) Alkumerkki (1) Kohdeosoite (6) Kohdeosoite (6/2) Lähdeosoite (6) Lähdeosoite (6/2) Tyyppi (2) Pituus (2) IEEE Data (2) DSAP(1) SSAP(1) Ohjaus(1) Data(1) Täyte FCS (4) FCS(4) (6/2) IEEE parametrit CSMA/CD -algoritmin toiminta riippuu kyvystä havaita törmäykset Paketin lähetysaikana kaikkien tulee saada tieto törmäyksestä signaalin vaellettava kaapeli kahteen kertaan IEEE (10 Mbps) kaapelin pituus 5 km minimi kehyksen koko 64 tavua IEEE 802.3: Erilaisia siirtoteitä Koaksiaalikaapeli 10Base-5 (50 ohm "paksuethernet") 10Base-2 (50 ohm "ohutethernet") 10Broad-36 (75 ohm laajakaistainen moduloitu: sietää häiriöitä paremmin) 13

14 Parikaapeli 1Base-5 (Starlan) 10Base-T 100Base-TX (UTP-5 STP-5; 2 paria) 100Base-T4 (UTP-3 4 paria) 1000Base-T Valokuitu 10BaseFL 10BaseFB 10BaseFP 100Base-F 1000Base-F Verkon tehostaminen Kytkevä ethernet (10BaseT) jokaiselle koneelle tarjolla oma 10Mbit/s kaista MPEG-2 -video menee 4 6 Mbit/s Nopea ethernet (100Base-* 1000Base-*) käyttävät parikaapelia (2 tai 4 paria) liikennöinti kaapelissa yksisuuntaista kytkevä keskitin vuonohjauksella 100VG-AnyLAN - ei varsinaisesti yhteyttä normaaliin ethernetiin muistuttaa hyvin paljon Token Ring-protokollaa Ethernet-verkon optimointi Vältä pitkiä kaapeleita toistimien tilalle siltoja tai reitittimiä Rajoita konemäärää verkossa Laitteiden tullee toteuttaa protokolla oikein oikea törmäyksen tunnistus ja peräytyminen elintärkeitä Käytä suurinta mahdollista kehyskokoa Älä sekoita suurivolumista reaaliaikaliikennettä ja datasiirtoa kohtuullisilla vaatimuksilla toimivat kuitenkin yhteen K.o. ohjeet hyvin pitkälle vanhentuneita kytkentäisen tekniikan myötä. Apple Local Talk Halpa verkko parikaapelilla liitäntä jokaisessa MacIntoshissa alunperin tulostimenjakoon Pituus 300 m Asemia 32 kpl Nopeus 230 kbit/s CSMA/CA 14

15 Rengasverkot Aikavälirengas (Slotted Ring) Rekisteriliitosrengas (Register-insertion ring) Valtiuuden välitys rengasverkoissa yleisin: Token Ring FDDI Aikavälirengas Renkaassa kiertää jatkuvasti bittijono jaettu kiinteään määrään kiinteänmittaisia välejä lähetttävä asema odottaa vapaata väliä ja kirjoittaa paketin vastaanottava kopioi paketin itselleen lähettänyt asema poistaa paketin ja merkitsee välin vapaaksi asema ei saa käyttää uudelleen tätä. Vaihtoedot montaako väliä saa käyttää vastaanottaja poistaa vastaanottaja alhaalla puskurointi epäreilu Rekisteriliitosrengas Normaalisti bitit menevät suoraan aseman ohi Aseman lähettäessä 1. tulevat bitit varastoidaan puskuriin 2. tilalle lähetetään haluttu paketti 3. kun oma viesti on renkaassa bitit kierrätetään puskurin kautta 4. viestin tullessa takaisin se poistetaan jona aikana puskuri tyhjenee Vaihtoehdot: vastaanottaja poistaa Pieni lähetysviive korvautuu pitkällä viivellä Valtuuden välitys Verkossa kiertää vapaa valtuus (free token) (käytännössä tietty bittijono) Lähettävä asema odottaa valtuutta 1. muuttaa valtuuden varatuksi 2. lähettää kehyksen perään 3. vastaanottaja kopioi datan itselleen 4. lähettäjä poistaa kehyksen ja lähettää vapaan valtuuden Vaihtoehdot milloin valtuus vapautetaan 1. takaisin tulleen paketin aluksi (IEEE Token Ring alunperin) 2. heti kehyksen perään (FDDI) kuka poistaa kehyksen renkaasta kuinka kauan yksi voi lähettää (Token Hold Time) -/CD-FEG. 69HJILKNM(4O:BHP3BQ TRT: Token Rotation Time TTRT: tavoiteaika TRT:lle 15

16 Virhetilanteet valtuudenvälityksessä Ei liikennettä verkossa tiettyyn aikaan (FDDI: 25 ms) valtuus kadonnut Valvoja merkitsee varatut valtuudet: jos valvoja näkee merkityn valtuuden vapaa valtuus kadonnut Toipuminen: uuden valtuuden luominen FDDI: laite lähettää verkkoon oman vaatimuksen TTRT:stä jokainen vertaa omaan: alin "tarjous"kiertää verkon IEEE 802.5: Token Ring IBM:n kehittämä tuotteena esitelty 1985 Monimutkaisempi algoritmi kuin Etherneissä 1. vuoromerkki 2. kehyskohtainen prioritisointi 3. valvontatoiminto häiriötilanteiden varalle 4. hallintakehykset (26) virheistä toipuminen uuden aseman tulo verkkoon konfigurointi virheiden hallinta Kaksi eri nopeutta 4 ja 16 Mbit/s paketin datan pituus 4099 ja bittiä IEEE 802.5: Verkon rakenne Kaapeloitu tähdeksi liitetty MAU:hun joka kytkee renkaaksi MAU voi sisältää älyä viallisen aseman ohittamiseksi kehykset modifioidaan "lennossa" jokainen asema aiheuttaa yhden bitin viiveen valvonta-asemassa 24 bitin kiinteä puskuri jotta koko vuoromerkki mahtuisi kiertämään. valvontakehys liikkuu vähintään 7 s välein siirtomedista määritelty minimilaatu kaapelin päässä mahdollistaa eri siirtomedioiden käytön Prioriteetit: 8 tasoa prioriteettikenttä asema voi lähettää jos lähetettävän kehyksen prioriteetti on sama tai suurempi kuin vastaanotetun vapaan valtuuden varauskenttä asema voi varata lähetysoikeuden jos lähetettävä prioriteetti suurempi kuin varauskentässä Lähetyksen jälkeen saatava uusi valtuus FDDI ANSI X3T9.5 ISO 9314 Neljän tyyppisiä koneita DAS: (dual attachment station) kiinni kaksoisrenkaassa. Tyypillisesti runkoverkon sillat ja reitittimet. DAC: (dual attachment consentrator) SAS:en liittäminen kaksoisrenkaaseen. 16

17 SAS (single attachment station) kiinni yhdessä renkaassa SAC: (single attachment consentrator) Puiden rengas Kolme eri käyttöympäristöä 1. atk-keskusympäristö (back end network): isojen koneiden liittäminen toisiinsa lähellä toisiaan 2. toimistoverkko (front end network): useita yksittäisiä koneita yksinkertaisella liitynnällä. Tähtimäinen kaapelointi koneet poistuvat verkosta 3. runkoverkko (backbone network): laajalla (kuidun pituus 200/2 km) alueella olevia verkkoja yhdistävä ratkaisu FDDI: vuoron varaus Voi lähettää asynkronista dataa 1. ei aikakriittistä dataa 2. jos lähetyksen alkaessa TRT < TTRT Voi lähettää niin kauan kuin edellinen ehto on voimassa Voi lähettää synkronista dataa TTRT:n puitteissa FDDI: media Useita mediavaihtoehtoja monimuotokuitu (62.5/125 RTS ): 2 km yksimuotokuitu (10/125 RTS ): 60 km suojattu kierretty pari (STP) suojaamaton kierretty pari (UTP) 100 m (TPDDI) LLC ei kuulu standardiin (IEEE 802 mukainen) FDDI-II mahdollistaa myös isokronista n*64kbit/s liikenettä IEEE 802.6: MAN DQDB Distributed Queue Dual Bus Yksisuuntainen kaksoisväylä väylät eri suuntiin kummankin väylän päässä kehysgeneraattori Nopeus 155 Mbit/s 125 RVU kehykset 53 tavun lohkoihin Reilu hajautettu jonotus asema kertoo "alavirtaan"tarpeensa lähettää Käytössä pääasiassa Australiassa ja Yhdysvalloissa 17

18 W [ ^ ] X ATM: Asynkrononinen toimintamuoto Eri siirtomuodoille kaistanleveyttä tehokkaasti käyttävä ratkaisu vakionopeuksinen viiveherkkä vaihteleva viiveherkkä purskeinen liikenne Solurakenne GFC Y Z [ \ \ 8 VPI VCI Type CLP HEC (CRC-8) Z384 (48 bytes) _ Payload otsaketietoa 5 tavua dataa 48 tavua (kiinteä) Sama siirtotapa käytössä niin lähi- kuin laaja-alaisissa verkoissa Vapaa topologia ATM lähiverkoissa Kaapelointi tähtimäisesesti keskittimeen Suora ATM:n käyttö Classical IP MPOA ATM-LAN emulaatio ohjelmille "näkyy"perinteinen lähiverkko Ethernet Token Ring helppo liitettävyys olemassa oleviin verkkoihin Virtuaaliset lähiverkot Classical IP IP osoitteet (32 bit) ` ATM osoitteet (20 oktettia) IP yhteydetön ` IP paketit kilotavuja ` Eri toteutusympäristöt ATM yhteydellinen ATM solu 5+48 tavua lähiverkot: korvaa Ethernet Token Ring FDDI-verkot lähiverkkojen (ei ATM) yhdistäminen reitittimien yhdistäminen (WAN) ATM osotteet OSI Network Sevice Access Point ISO 8348 ITU-T X oktettia Authority and Format Identifier (1 oktetti) DCC ATM Format (AFI = 39) Data Country Code (2 oktettia) ISO 3166 maakoodi: BCD-koodattu 18

19 ICD ATM Format (AFI = 47) International Code Designator (2 oktettia) esimerkiksi British Standards Institute E.164 ATM Format (AFI = 45) ISDN-numerointi: max 15 numeroa BCD-koodattu 8 oktettiin Domain Specifica Part (DSP) High Order DSP (HO-DSP) hallinnoija päättää jaosta voi jakaa edelleen aliosiin: vaikuttaa reitityksen toteuttamiseen End System Identifier (6 oktettia) tunnistaa päätelaitteen uniikki IDP + HO-DSP -avaruudessa esim IEEE MAC Selector (1 oktetti) laitteen sisäinen osoite Julkisissa verkoissa E.164 numerointityyppi = kansainvälinen numerointisuunnitelma = E.164 Yksityisissä verkoissa kaikki kolme muotoa numerointityyppi = tuntematon numerointisuunnitelma = ATM Endsystem Address Numerointityyppi ja -suunnitelma välittyy merkinannossa Osoitemuunnokset ATM-verkoissa ei broadcast-toiminnallisuutta ATMARP-palvelin toteuttaa muunnokset ATM-osoitteiden (joko laitteiden NSAP-osoitteet tai PVC-ympäristössä VPI/VCI-arvot) ja vastaavien IP-osoitteiden välillä vrt. ARP tietokanta ylläpitää ja päivittää tietoja InARP-kyselyillä minutin välein kyselyyn vastataan joko postiivisesti tai negatiivesti IP yhteydetön a ATM yhteydellinen PVC kiinteät yhteydet luodaan hallinta-asemilla SVC kytkentäiset yhteydet luodaan merkinannolla (UNI) ATM (UNI 3.1) tukee 1. pisteestä-pisteeseen 2. pisteestä-moneenpisteeseen mutta ei monipiste-monipiste 19

20 b IP paketit a kilotavuja ` ATM solut 5+48 tavua ATM sovituskerros 5 (AAL5) LLC/SNAP kehystys oletus MTU 9180 (max 65527) (1366) solua c < 64 KB Data d 0 47 bytes Pad Reserved Len 32 CRC-32 ATM lähiverkkoemulaatio (LAN Emulation) Emuloi olemassa olevia lähiverkkoja ATM-verkossa (Ethernet Token Ring) Verkkoohjelmistolle täsmälleen sama rajapinta kuin perinteinen MAC-kerros tarjoaa mahdollistaa NetBIOS IPX AppleTalk LE asiakas (LEC) LE palvelu(t) LE komponentit Asiakas (LEC) päätelaitteissa käyttää palveluja LE käyttäjä-verkkoliitännässä (LUNI) Palvelu mahdollisesti useita samassa verkossa konfiguraatiopalvelin (LECS) LE-palvelin (LES) jakelulähetys/tuntematon-palvelin (BUS) Verkkoon liittyminen 1. Asiakas luo yhteyden LECS:iin verkosta ILMI:llä tunnettu osoite A03E PVC: VPI=0 VCI=17 erikseen konfiguroitu 2. Lähettää konfiguraatiopyynnön LECS:lle verkkotyyppi: Ethernet/Token Ring suurin kehyskoko: ( ) ELAN nimi 3. Vastauksena LES:n osoite verkkoon johon asiakas kuuluu 4. Luo yhteyden LES:n (P-t-P) 5. Lähettää liittymispyynnön. Koneella uniikki ATM- ja MAC-osoite 6. Hyväksyy liittämisen kontollijakeluun 7. Kysyy LES:lta BUS:n ATM-osoitteen. BUS:n MAC on FF:FF:FF:FF:FF:FF broadcast-osoite. 8. Luo yhteyden BUS:n 9. Hyväksyy liittämisen yleislähetysjakeluun 20

21 Liikennöinti verkossa LEC kysyy LES:lta MAC-osoitteen perusteella ATM-osoitteen Mikäli LES ei tiedä lähettää kyselun kaikille kontrollikanavaa myöten esimerkiksi ethernet-kytkimen tapauksessa. LEC luo yhteyden suoraan toiseen LEC:n puretaan mikäli ei liikennettä 20 min aikana Yleislähetys: viesti lähetetään BUS:lle joka lähettää kaikille Classical IP a ATM LANE C-IP tehokkaampi käytettävissä myös muilla protokollilla (ei määritelty) vähemmän kerroksia ja kyselyjä (yleensä) suurempi MTU ei tehokasta tapaa jakelu- ja yleislähetyksille LANE käyttöönotossa helpompi enemmän automatisointia verkkojen liittäminen MAC-tasolla (vrt verkkokerros) BUS pullonkaula? Langattomat lähiverkot IEEE Mbit/s b: 11 Mbit/s g: e 20 Mbit/s 24 GHz hajaspektri taajuushyppely suorasekvenssi infrapuna (diffuusi 10 m) pääsynvalvonta: MACA: Multiple Access with Collision Avoidance 1. lähtetä RTS: Request to Send 2. vastaanota CTS: Clear to Send 3. lähetä data 4. vastaanota kuittaus (ACK) 11 Mbit/s kaupoissa 24 GHz taajuuskaista ruuhkainen: taajuusalueella on langattomien lähiverkkojen lisäksi mm. langattomia kameroita radioamatööriliikennettä lyhyen kantaman radiolaitteita sekä ohjaus- valvonta- ja hälytystutkia sekä mikroaaltouuneja. Hiperlan tyyppi 1: 19 5 GHz tyyppi 2-3: 4 40 Mbit/s GHz tyyppi 4: GHz kehitteillä 21

22 Verkkoadapterit Puskuria vastaanottoon 1-2 kehyksen verran ATM: solupuskuria kehysten kokoamiseen Datan siirto muistiin/sta DMA: adapteri huolehtii PIO: prosessori kopioi Pullonkaulat keskeytysten käsittely väylän kaistanleveys 132 MB/s (PCI-32) e 1 Gbit/s kopiointi muistissa Internet Protocol (IP DoD IP) Nykyisin käytössä versio 4 (RFC [22]) On IP-maailman verkkokerros Sähkepohjainen tarjoaa best-effort -palvelun olettaa vähän alla olevalta verkolta 32-bittinen osoite i (a) h 0 sisältää verkkonumeron alunperin jako A B ja C-luokkiin nykyään aliverkon koko voidaan melko vapaasti valita (CIDR: Classless InterDomain Routing [ ]) g 7 f Network 24 Host i (b) 1 h f Network Host i (c) 1 1 h 0 k 21 f Network l 8 j Host IP - paketti versio ots. pit DS-tavu kokonaispituus (max 65535) tunniste 0 D F M F lohkon sijainti elinaika protokolla otsikon tarkistussumma lähdeosoite kohdeosoite option tyyppi option pituus option data option data... täyte

23 versio protokollan versio eli 4 ots.pit ilmoittaa IP-otsakkeen pituuden täysinä 32-bittisinä sanoina. Minimipituus 5 pidempi jos on optioita (harvinaisia käytännössä). DS-tavu Entinen palvelun laatu (TOS: etuoikeus viive läpäisy ja luotettavuus) nykyisin (Differentiated Services) ilmoittaa liikenneluokan. IP-sähkeen kokonaispituus ilmoittaa otsakkeen ja hyötykuorman yhteispituuden maksimissaan tavua. Suurin yhtenäisenä välitettävä pituus riippuu alla olevasta verkkotekniikasta. tunniste käytetään hyväksi lohkojen kokoamisessa: saman sähkeen eri lohkoilla on sama tunniste kuin alkuperäisellä sähkeen. DF: Don t Fragment lohkominen kielletty MF: More Fragments mikäli paketti on lohkottu tämä on asetettu kaikissa muissa lukuunottamatta viimeistä lohkoa. lohkon sijainti ilmoittaa lohkotussa tietosähkeessä tämän lohkon sijainnin alun kahdeksan tavun kerrannaisina elinaika asetetaan lähetettäessä alkuarvoon (nykyisin yleensä 64 tai 128). Elinaikakenttää pienennetään yhdellä jokaisessa välittävässä reitittimessä. 1 Mikäli sähkettä ei voida toimittaa perille ennen kuin arvo nollautuu lähetetään takaisin ICMP Time Exceeded-viesti (ellei kyseessä ole ICMP-viesti joista virheitä ei välitetä). Tarkoituksena on poistaa paketit verkosta esimerkiksi reitityssilmukoiden tapauksessa. otsikon tarkistussumma lasketaan otsikosta (tarkistussumma nollattuna) 1:n komplementtiaritmetiikalla 16-bittisenä yhteenlaskuna. lähdeosoite lähettävän koneen IP-osoite (32 bittiä) kohdeosoite vastaanottavan koneen IP-osoite. Voi olla myös levitys- tai jakeluosoite. optiot koodataan tyypin ja pituuden avulla. Miköli optioiden pituus ei ole tasan 32:n bitin kerrannainen loppun lisätään täyte. Pakettien lohkominen Paketin maksimikoko vaihtelee verkoissa PPP (ld): 296 x.25: 576 eth: 1500 FDDI: 4352 ATM Classical IP: Mb TR: Hyperchannel: isommat paketit tehokkaimpia koska vähämmän otsikoita prosessoitavana datamäärään nähden Lohkomistavat joka yhteydellä kasaus jokaisessa reitittimessä viive hukkuneet paketin osat muistitarve vain tarvittaessa pienemmiksi kasaus kohdekoneessa Verkossa tapahtuva lohkominen yleisesti haitallista koska paketti on hyödytön jos yksikin osa puuttuu. On parempi että kuljetuskerroksen protokolla mukautuu alla olevaan paketin maksimikokoon joilloin se osaa tarvittaessa lähettää uudelleen vain tarvittavan osan. IPv6:ssa verkossa paketteja ei lohkota Minimi MTU on 1280 tavua: mikäli jollain linkillä on tätä pienenpi linkille tulee toteuttaa oma IP-kerroksen alapuolella oleva lohkominen. 1 Määritelmän mukaan jonottavassa sähkeessä myös joka sekuntti mutta käytännössä ei. 23

24 p p o o o r r o o o mh1 nr1 nr2 nr3 mh8 o o ETH IP (1400) FDDI IP (1400) P2P q IP (512) P2P q IP (512) P2P IP (376) ETH q IP (512) ETH q IP (512) ETH IP (376) Liikennöinti samassa verkossa Vastapuolen MAC-osoitteen selvittäminen: Address Resolution Protocol [19] 1. lähettää levitysviestinä ARP-kyselyn muut koneet oppivat 2. kone vastaa joko kohde- tai levitysviestinä 3. mikäli ei käyttöä poistuvat vähitellen ( 15 min) Perusmuoto Ethernet-verkoissa käytetty sovellukset muihin esimerkiksi ATM-verkkoihin Reverse ARP: oman IP-osoitteen selvittäminen hw-pit. laitteistotyyppi protokollatyyppi toiminto proto-pit. lähettäjän hw lähettäjän IP kohteen hw kohteen IP Liikennöinti toiseen verkkoon Tunnistetaan verkkomaskin perustella reititystaulut koneissa yleensä yksi oletusreititin "default gateway" lähetetään reitittimen laiteosoitteeseen proxy arp: reititin vastaa muissa verkoissa olevien koneiden puolesta. Tätä on tarvittu aliverkotettaessa kun koneet eivät ole ymmärtäneet vaihtelevan mittaisia osoitteita. Reititin päättää taulukon perusteella kohteen staattinen konfigurointi ei vikasietoinen dynaaminen konfigurointi reitittimet vaihtavat reititysprotokollaa käyttäen käsitystään verkosta mukautuu verkon muutoksiin herkkä konfiguraatiovirheille. Esimerkiksi BGP-protokollasta tiedetään että se ei ole stabiili kaikissa tilanteissa [7] 24

25 s t s s t Osoitearitmetiikka Perusongelmat onko kaksi osoitetta samassa verkossa mikä on levitysosoite k.o. verkossa Verkkopeite (netmask) ilmaisee mikä osa osoitteesta on verkon osoite ja mikä koneen osoite verkossa arvona ( xfffffc00) pituutena (/22 [/10]) suoritetaan bitti-ja -toiminto osoitteen ja peitteen välillä tuloksena verkko-osoite Osoitearitmetiikkaa Kaksi konetta samassa verkossa jos verkko-osoite on sama Levitysosoite: verkko-osoite + käänteinen peite Osoitteiden jako Osoitteet jaetaan blokkeina operaattoreille [11] reititystaulujen koko pysyy hallinnassa (CIDR) pienin lohko 32 C-luokan verkkoa (/19) vanhoja C-luokan verkkoja käytössä (/24) Jako maantieteellisesti Eurooppa Lähi-itä Afrikka RIPE NCC (Reseau IP Europeens) Amerikka ARIN (American Registry for Internet Numbers) Aasia Australia APNIC (Asia-Pacific Network Information Center) Yksityiset osoitteet: / /12 ja /16 [26] Eivät reititettäviä organisaation ulkopuolelle NAT: Network Address Translation 25

26 Internet Control Message Protocol (ICMP) Pakollinen osa kaikkia IP-toteutuksia [21] virheistä tiedottaminen saavutettavuustestaus suorituskykymittaus ruuhkanhallinta: ei suositella käytettäväksi reitin muutos aliverkkopeite Sovellukset ping kohteen saavutettavuus viive traceroute reitti kohteeseen: lähettää UDP-paketteja eri TTL-arvoilla vastauksena ICMP Time Exeeded tai ICMP Destination Unreachable Monissa palomuureissa ICMP-viestit suodatetaan toimintaongelmia koska virheilmoitukset ei välity Perusteena on usein käytetty turvallisuutta: joissakin TCP/IP-toteutuksissa (esimerkiksi Win3x Win95 Mac) sopivasti räätälöity ICMP-viesti on aiheuttanut ongelmia. Tilanteeseen on ylireagoitu. Toinen pelko on ollut verkon topologian selvittäminen. Esimerkiksi polun maksimisiirtoyksikön (PMTU: Path Maximum Transfer Unit) määrittäminen riippuu ICMP-viestien toimimisesta. Tämä voi mahdollisesti estää täysin kommunikoinnin kahden koneen välillä. IP:n päällä käytettävät protokollat TCP luotettava tavuvirta [23] UDP sähkepalvelu [20] GGP EGP OSPF ISIS reititystieto RSVP resurssien varaus [2] VINES Banyan Vines mikroverkko ISO-IP ISO Internet Protocol ISO-TP4 - ISO Transport Protocol Class 4 IP: tulevaisuuden vaatimukset Nykyään palvelee "tietokoneyhteisöä": nykyisin Internettin liittyneiden verkkojen määrä kaksinkertaistuu vuosittain Kasvun seuraava vaihe jakautuu useille markkinoille liikkuvat informaatiovälineet langattomat (radio/infrapuna) verkot verkkoviihde tilausvideo pelit laitteiden ohjaus koti- ja taloautomaatio Pekka Peruskäyttäjän kyettävä käyttämään IP->IPng Väistämätöntä 3-7 seuraavan vuoden aikana 2 Reititys ja osoitteistus IPv4:ää tekohengitetty: NAT ja Classless Inter-Domain Routing C-luokan verkkoja annettu operaattoreille nipuissa verkot loppuvat 2 Lause ollut kalvoillani vuodesta 1995 asti! 26

27 tuki liikkuville laitteille Siirtyminen helpompaa niin kauan kuin osoitteet ja verkot riittävät Edellytykset: IPv4 ja IPng toimivat yhdessä joustava siirtyminen taaksepäin yhteensopiva (vrt. x86-prosessorit) Turvallisuuden parantaminen IPng: IPv6 Laajennetut reititys- ja osoituskapasiteetit 32->128 bittiä: enemmän hierarkiatasoja enemmän mahdollisia asemia ja yksinkertaisempi konfigurointi jakelulähetysreititys (multicast) skaalattavampi ryhmälähetys (anycast): lähetetään jollekin useasta Yksinkertaisempi otsake enemmän optionaalista: osoite 4*=>otsake 2* nopeampi käsittely ja kaistanleveyden säästö Parempi tuki optioille tehokkaampi edelleenohjaus vähemmän rajoituksia ja mahdollisuus uusien määrittelyyn järjestys määrätty => nopeampi käsittely Palvelun laatu paketit kuuluvat tiettyihin virtoihin joille pyydetään erityiskäsittelyä esim. tosiaikasovellukset IPv6 ei itsessään tuo palvelun laatua siinä on vain paremmat mekanismit sen tukemiseen. Tunnistaminen ja yksityisyys mekanismit tunnistamiseen tiedon eheyteen ja luottamuksellisuuteen ovat peruselementteinä: mukaan kaikkiin toteutuksiin IPv6 otsake versio DS-tavu vuotunniste kokonaispituus seuraava otsake hyppyraja lähdeosoite (128 bittiä) kohdeosoite (128 bittiä) lisäotsakkeet (reititys autentikointi hyppykohtaiset optiot kohdeoptiot) ylemmän tason protokolla IPv6 osoitteistus [9] <z kertaa IPv4:n osoiteavaruus } & tehollisia osoitteita { # (L~*" %z osoitetta/s ) 15 % määritelty Esitetään heksadesimaalisena x:x:x:x:x:x:x:x 16 bitin ryhmissä Esimerkiksi FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654: :0:0:0:8:800:200C:417A Pitkät nollaryhmät voidaan tiivistää FF01:0:0:0:0:0:0:101 FF01::101 IPv4-osoitteiden yhteiskäyttö ::FFFF:

28 Osoitteet Osoitteet ovat verkkoliitäntäkohtaisia ei laitekohtaisia. Laitetta voidaan osoittaa millä tahansa sen verkkoliitännän osoittella. Kohdelähetys tiettyyn (yhteen) verkkoliitäntään osoitettu viesti (unicast). Ryhmälähetys määrittää joukon verkkoliitäntöjä: paketti välitetään lähimmälle (anycast). Jakelulähetys määrittää joukon verkkoliitäntöjä: paketti välitetään kaikille ryhmään kuuluville liitännöille (multicast). Levitysviestit (broadcast) on korvattu jakelulähetyksillä. Osoiteiden jako FP Osuus Käyttö /256 määrittelemätön osoite silmukonitiosoite ja IPv /256 vapaa /128 varattu NSAP-käyttöön /128 varattu IPX-käyttöön /128 vapaa /32 vapaa /16 vapaa 001 1/8 yhdistettävät globaalit kohdelähetysosoitteet 010 1/8 vapaa 011 1/8 vapaa 100 1/8 vapaa 101 1/8 vapaa 110 1/8 vapaa /16 vapaa /32 vapaa /64 vapaa /128 vapaa /512 vapaa /1024 linkkipaikallinen kohdelähetysosoite /1024 verkkopaikallinen kohdelähetysosoite /256 jakelulähetysosoiteet Osoiterakenne Globaali yhdistettävä osoite FP TLA ID var. NLA ID SLA ID liitäntätunniste FP TLA ID var. NLS ID SLA ID liitäntätunniste muototunniste 001 (Format Prefix) korkeimman tason koontitunniste (Top-Level Aggregation ID) varattu tulevaa käyttöä varten seuraavan tason koontitunniste (Next-Level) verkkotason koontitunniste (Site-Level) käytettävissä organisaation sisällä aliverkotukseen EUI-64 -muodossa oleva globaalisti (tai paikallisesti) yksikäsitteinen osoite. Tämä voidaan muodostaa helposti esimerkiksi verkkokortin laitenumerosta (joka on taatusti yksikäsitteinen). Tästä nousi syksyllä 1999 häly (kuten Pentiumprosessorin sarjanumerosta) yksityisyyden menettämisen takia. Tämä osa voidaan antaa myös hallinnollisesti (kuten IPv4-osoite) jolloin konetta ei voida yksilöidä osoitteen perusteella. Linkkipaikallinen FE80::xxxx:xxxx:xxxx:xxxx liitäntätunniste Verkkopaikallinen FEC0::xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx aliverkko liitäntätunniste 28

29 IPv4-osoitteita vastaavat sekä IPv6 että IPv4 osaaville :: IPv4-osoite vain IPv ::0 FFFF IPv4-osoite Ryhmälähetys: kohdelähetysosoite Verkon reitittimet: liitäntätunniste on 0 Jakeluosoite FP liput laajuus ryhmätunniste FP muototunniste (Format Prefix) liput 000T; T = 0 pysyvä ( well-known ) ryhmä T = 1 tilapäinen ryhmä laajuus ryhmän laajuus: laite linkki verkko organisaatio globali ryhmätunniste aluksi vain alimmat 32 bittiä käytössä (# ryhmää) Esimerkiksi osoite FF02::1 vastaa nykyisiä levitysviestiosoitteita ja FF05::2 kaikkia verkon reitittimiä. IPv6 reititys lähes kuten IPv4 Classless Inter-Domain Routing:llä Vanhat reititysprotokollat käyttökelpoisia suoraviivaisilla muutoksilla OSPF RIP BGP Uudet ominaisuudet tarjoajan valinta (hinta suorituskyky...) liikkuvuus (reitti nykyiseen sijaintiin) automaattinen uudelleenosoitteistus (reitti uuteen osoitteeseen) Perustuvat "Routing-optioon reitti tallentuu ja vastapuoli lähettää samaa reittiä takaisin IPv6 palvelun laatu Vuotunnus satunnainen mahdollistaa erikoispalvelujen tarjoamisen voidaan käyttää reitityksen ja vuonvarauksen tehostamiseen DS-tavu alunperin realiaika / elastinen: 8+8 prioriteettia nykyisin Differentiated Services mukainen käyttö [16] IPng turvallisuus Tunnistaminen ja eheys [ ] käyttää IPng Authentication Header -osaketta suojaa tekeytymiseltä ylemmillä kerroksilla ei ole ollut hyvää suojaa nykyään TLS (SSL) ja SSH Eheys ja luottamuksellisuus käyttää IPng Encapsulating Security Header 29

30 ei sidoksissa yhteen salausalgoritmiin Ongelmana (USA:n) vientikiellot patentit ja viranomaisten politiikka vahva salaus kielletty tai rajoitettu Ranskassa Belgiassa ja Englannissa tilanne helpottumassa IPng:hen siirtyminen Vaiheittainen siirtyminen pienet riippuvuudet (DNS) osoitteita ei ole välttämätöntä muuttaa Pienet kustannukset IPv4-osoitteita voidaan käyttää (:: ) alkuvaiheessa laitteet kaksineuvoisia IPv6 kapselointi IPv4-paketteihin IPv4-liikenteen reitittäminen vain-ipv6 verkossa suunniteltu (siirtymän viimevaihe) paikallisia laitteita (esim kirjoittimet) ei tarvitse koskaan päivittää Nimipalvelu Numerot osoitteina vaikeasti muistettavia koneille helppoja käsitellä (kiinteämittaisina) Kuvaavat nimet helpompia ihmisille Litteä nimiavaruus ei rakennetta nimissä Hierrarkinen nimiavaruus nimet muodostavat puumaisen rakenteen 80-luvun puoliväliin kaikki Internetin koneet yhtenä tiedostona keskitetty ylläpito lähetettiin sähköpostitse jokaiselle ylläpitäjälle DNS [15] Hierrarkinen jaettu hallinnollisesti itsenäisiin osa-alueisiin kaksi tai useampi nimipalvelin joka alueella joukko (13 kpl) juuripalvelimia a...m.root-servers.net Tietokanta nimi arvo tyyppi luokka elinikäe tyyppi: miten nimi-arvo -pari tulkitaan luokka: tyyppien määrittelijä (IN) elinikä: kuinka kauan tietue on voimassa 30

31 Tyyppi Kuvaus A IP-osoite NS arvovaltainen nimipalvelin CNAME nimi aliakselle SOA arvovalta-alueen alku WKS tunnetut palvelut PTR osoite nimeen (osoitteesta nimi) HINFO tietoa koneesta MX postinvälityksestä huolehtiva kone TXT tekstiä RP vastuuhenkilö LOC sijainti (koordinaatit) AAAA IPv6 osoite * kaikki tietueet Nimen selvittäminen Ohjelma kysyy käyttöjärjestelmän kirjastolta Kirjasto omalta nimipalvelimelta Oma nimipalvelin lähtee selvittämään niin ylhäältä kuin tarpeen saa joko kysytyn vastauksen tai tiedon "kuka tietää" tallentaa kyselyjen vastaukset myös negatiiviset knows fi knows hut.fi juuripalvelin fi knows tky.hut.fi hut.fi asiakas kone nimi palvelin is tky.hut.fi is Nimen valitseminen Päätason maatunnisteet (ISO3166) USA: com org net gov mil ehdotukset: web firm shop arts... Kunkin päätason hallinnoija jakaa organisaatiotunnisteet Suomi: THK tietokantaa ylläpitää Eunet Organisaation sisällä vapaa: litteä tai hierarkinen esimerkiksi osastoittain Koneiden nimeäminen palveluiden mukaan (mail news ftp ) teeman mukaan (planeetat alkuaineet... ) organisatorisesti (hyflt12 lk-hp-1... ) käyttäjän mukaan (erkkipc... ) Mahdollisesti turvakysymys 31

32 IP-liikenteen vaiheet Nimikysely ARP-kysely nimipalvelijan tai (oletus)reitittimen osotteelle nimikysely nimipalvelijalta mahdollisesti vastaus vaatii kyselyjä IP-datagrammin lähettäminen ARP-kysely kohdekoneen tai (oletus)reitittimen osotteelle Ylempien protokollien yhteyden luominen Liikennöintiesimerkki DNS palvelin asiakas reititin reititin IEEE802.3 Frame Relay IEEE O Ž ˆ ƒ O ˆ Š ŒŽ % Ž % Ž 9 O Ž ˆ 9 O ˆ Š ŒŽ O ˆ Š ŒŽ O ˆ Š ŒŽ 9 O Ž ˆ ƒ O ˆ Š ŒŽ DNS palvelin HTTP palvelin 9 O Ž ˆ 9 O ˆ Š ŒŽ pc54.aik.on ns1.aik.on gw.nos.re ns.nos.re serv.nos.re ISO-protokollat Palvelumäärittely ( ) mitä palveluja protokolla tarjoaa ylöspäin ja mitä palveluja se voi käyttää request confirm indication response Protokollamäärittely ( ) määrittää Protocol Data Unit:n vertaisolioiden kanssa keskusteluun Service Access Point määrittää kunkin kerroksen palvelunsaajan ISO protokollan määrittely Määritellään kaikki tulevat tapahtumat tilat lähtevät tapahtumat ja toiminnot tilamuuttujat ja määritteet Luodaan laajennettu tapahtuma-tila -taulukko tietty tapahtuma tietyssä tilassa aiheuttaa siirtymän toiseen tilaan tapahtuma voi olla yläpuolelta tuleva (palvelupyyntö) alapuolelta tuleva (dataa saatu) paikallinen tapahtuma (ajastin) ainoastaan määritellyt tapahtumat laillisia 32

33 Novell Internet Packet Exchange (IPX) Perustuu Xerox Network Services:n Internet Datagram Protocol:aan verkko.kone.portti-osoite voi käyttää useita eri kehysmuotoja raaka (ilman LLC-kehystä) LLC-paketointi (oma DSAP/SSAP-koodi) SNAP-kehystys (Sub-Network Access Protocol: Ethernet-kehystys LLC-kehyksessä) Tarjoaa yhteydettömän sähkepohjaisen liikenteen (kuten DoD IP) Reititettävä protokolla Point-to-Point protokollaa kaksipisteyhteyksillä IPX-pakettien "tunnelointi"ip-paketteihin IP-verkkojen yli Network [Basic] Input/Output System palvelurajapinta IBM PC-koneissa verkkoliikennöinnistä IBM:n dokumenttiin : "Technical Reference PC Network" Siirtomedian suhteen joustava TCP/IP DECnet DLC XNS ISO TP4 IPX... Perustuu nimiin (16 tavua) litteä nimiavaruus reititys vaatii usein lisä-älyä reitittimeen Yksinkertaisin siirtomedia NetBIOS Extended User Interface reititys ei mahdollista 3 Yhteenveto Harjoitustyöstä lisäinfoa johdantoluennolla Kirja ja monisteet Mikä on tietoverkko? Miten standardointi tapahtuu? Perinteiset lähiverkot Ethernet & FDDI väylän/vuoronvaraus perusmitoitus ATM Classical IP lähiverkkoemulaatio Adapterien perusrakenne IP merkittävin verkkoprotokolla koeteltu skaalautuvuus uusi versio tulossa 3 Erityisjärjesteleyllä kuitenkin mahdollista 33

34 Viitteet Muilla omat käyttösovelluksensa eri protokollien sekakäyttö kuormittaa laajasta skaalautuvuudesta ei kokemuksia käytössä eräissä järjestelmissä erityisesti telecom-puolella [1] Internet Architecture Board B. Carpenter and Editor. Charter of the Internet Architecture Board (IAB). Request for Comments RFC 2850 Internet Engineering Task Force May (Best Current Practice) (Obsoletes RFC1601) (Also BCP0039). URL: [2] R. Braden Ed. L. Zhang S. Berson S. Herzog and S. Jamin. Resource ReSerVation Protocol (RSVP) Version 1 Functional Specification. Request for Comments RFC 2205 Internet Engineering Task Force September (Internet Proposed Standard) (Updated by RFC2750). URL: [3] S. Bradner. IETF Working Group Guidelines and Procedures. Request for Comments RFC 2418 Internet Engineering Task Force September (Best Current Practice) (Obsoletes RFC1603) (Also BCP0025). URL: [4] R. Brett S. Bradner and G. Parsons. Collaboration between ISOC/IETF and ITU-T. Request for Comments RFC 2436 Internet Engineering Task Force October (Informational). URL: [5] V. Fuller T. Li J. Yu and K. Varadhan. Classless Inter-Domain Routing (CIDR): an Address Assignment and Aggregation Strategy. Request for Comments RFC 1519 Internet Engineering Task Force September (Internet Proposed Standard) (Obsoletes RFC1338). URL: [6] J. Galvin. IAB and IESG Selection Confirmation and Recall Process: Operation of the Nominating and Recall Committees. Request for Comments RFC 2727 Internet Engineering Task Force February (Best Current Practice) (Obsoletes RFC2282) (Also BCP0010). URL: [7] Timothy G. Griffin and Gordon Wilfong. An analysis of BGP convergence properties. In Proceedings of ACM SIGCOMM 99 conference on Applications technologies architectures and protocols for computer communications pages pp August [8] Internet Engineering Steering Group and R. Hinden. Applicability Statement for the Implementation of Classless Inter-Domain Routing (CIDR). Request for Comments RFC 1517 Internet Engineering Task Force September (Internet Proposed Standard). URL: [9] R. Hinden and S. Deering. IP Version 6 Addressing Architecture. Request for Comments RFC 2373 Internet Engineering Task Force July (Internet Proposed Standard) (Obsoletes RFC1884). URL: [10] R. Hovey and S. Bradner. The Organizations Involved in the IETF Standards Process. Request for Comments RFC 2028 Internet Engineering Task Force October (Best Current Practice) (Also BCP0011). URL: [11] K. Hubbard M. Kosters D. Conrad D. Karrenberg and J. Postel. Internet Registry IP Allocation Guidelines. Request for Comments RFC 2050 Internet Engineering Task Force November (Best Current Practice) (Obsoletes RFC1466) (Also BCP0012). URL: [12] E. Huizer. IETF-ISOC relationship. Request for Comments RFC 2031 Internet Engineering Task Force October (Informational). URL: [13] S. Kent and R. Atkinson. IP Authentication Header. Request for Comments RFC 2402 Internet Engineering Task Force November (Internet Proposed Standard) (Obsoletes RFC1826). URL: 34

35 [14] S. Kent and R. Atkinson. IP Encapsulating Security Payload (ESP). Request for Comments RFC 2406 Internet Engineering Task Force November (Internet Proposed Standard) (Obsoletes RFC1827). URL: [15] P.V. Mockapetris. Domain names - implementation and specification. Request for Comments RFC 1035 Internet Engineering Task Force November (Internet Standard) (Updated by RFC1101 RFC1183 RFC1348 RFC1876 RFC1982 RFC1995 RFC1996 RFC2065 RFC2136 RFC2181 RFC2137 RFC2308 RFC2535 RFC2845) (Obsoletes RFC0973 RFC0882 RFC0883) (Also STD0013). URL: [16] K. Nichols S. Blake F. Baker and D. Black. Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers. Request for Comments RFC 2474 Internet Engineering Task Force December (Internet Proposed Standard) (Obsoletes RFC1455 RFC1349). URL: [17] ISOC Board of Trustees. Articles of Incorporation of Internet Society. Request for Comments RFC 2134 Internet Engineering Task Force April (Informational). URL: [18] ISOC Board of Trustees. Internet Society By-Laws. Request for Comments RFC 2135 Internet Engineering Task Force April (Informational). URL: [19] D.C. Plummer. Ethernet Address Resolution Protocol: Or converting network protocol addresses to 48.bit Ethernet address for transmission on Ethernet hardware. Request for Comments RFC 826 Internet Engineering Task Force November (Internet Standard) (Also STD0037). URL: [20] J. Postel. User Datagram Protocol. Request for Comments RFC 768 Internet Engineering Task Force August (Internet Standard) (Also STD0006). URL: [21] J. Postel. Internet Control Message Protocol. Request for Comments RFC 792 Internet Engineering Task Force September (Internet Standard) (Updated by RFC0950) (Obsoletes RFC0777) (Also STD0005). URL: [22] J. Postel. Internet Protocol. Request for Comments RFC 791 Internet Engineering Task Force September (Internet Standard) (Obsoletes RFC0760) (Also STD0005). URL: [23] J. Postel. Transmission Control Protocol. Request for Comments RFC 793 Internet Engineering Task Force September (Internet Standard) (Also STD0007). URL: [24] Y. Rekhter. CIDR and Classful Routing. Request for Comments RFC 1817 Internet Engineering Task Force August (Informational). URL: [25] Y. Rekhter and T. Li. An Architecture for IP Address Allocation with CIDR. Request for Comments RFC 1518 Internet Engineering Task Force September (Internet Proposed Standard). URL: [26] Y. Rekhter B. Moskowitz D. Karrenberg G. J. de Groot and E. Lear. Address Allocation for Private Internets. Request for Comments RFC 1918 Internet Engineering Task Force February (Best Current Practice) (Obsoletes RFC1627 RFC1597) (Also BCP0005). URL: [27] The IETF Secretariat and G. Malkin. The Tao of IETF - A Guide for New Attendees of the Internet Engineering Task Force. Request for Comments RFC 1718 Internet Engineering Task Force November (Informational) (Obsoletes RFC1539) (Also FYI0017). URL: [28] R. Thayer N. Doraswamy and R. Glenn. IP Security Document Roadmap. Request for Comments RFC 2411 Internet Engineering Task Force November (Informational). URL: 35